DE3329379A1 - Einrichtung zum einspritzen von kraftstoff in brennraeume von insbesondere selbstzuendenden brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Einspritzen von
• kraftstoff in Brennräume von insbesondere selbstzündenden Brennkrafsmaschinen Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff nach der Gattung des Anspruchs 1. Lese Inrichtungen haben den Vorteil, daß eine besondere kerze entfällt, deren Einbau einen empfindlichen griff in die Strömungsverhältnisse des 3rennraums bedeuten kann. Der Glühvorsatz kann ferner vorteilhaft in lichen Belüftungsöffnungen versehen seien, über welche den Glühvorsatz durchsetzenden Spritzstrahlen durch jektorwirkung Luft aus dem Brennraum ansaugen. Die angesaugte Luft erwärmt sich und dringt in die Randzone der Spritzstrahlen ein, wo sie ein für die Zündung und Verbrennung sehr günstiges Luft-Kraftstoff-Gemisch bildet.
• Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß der Glühvorsatz zusätzlich die Funktion eines Meßwertgebers fr den Druck und/oder die Temperatur im Brennraum der MaschIne ausübt, ohne daß hierfür zusätzliche Baugruppen und weitere Einbauöffnungen im Zylinderkopf der Maschine erforderlich sind. Die Meßwerte des oder der am Glühvorsatz angebrachten Widerstandsbauelemente können einer Anzeigevorrichtung oder einer Steuer- bzw.
• Regeleinrichtung für die Verbrennungs- bzw. Einspritzvorgänge eingegeben werden.
• Durch die in den Unteransprüchen angegebßnen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Anordnung nach Anspruch 1 möglich.
• Als Widerstandsbauelemente können alle Bauteile verendet werden, die zur Wandlung der physikalischen Größen Druck und Temperatur in elektrische Signale geeignet sind. Für die Erfassung des Brennraumdrucks haben sich insbesondere Dickschichtwiderstände als vorteilhaft erwiesen, die in hohem Maße störunempfindlich sind, unabhängig von der Kraftänderungsgeschwindigkeit messen und sich fertigungsgerecht herstellen, auf den Glühkörper aufbringen und kontaktieren lassen.
• Wenn der Glühkörper als keramischer Ringkörper ausgeoildet ist, kann das Widerstandsbauelement vorteilhaft auch ein unter Druckeinwirkung seinen oder standswert ändernder Leiter sein, welcher in Form ei-er Spule, eines Mäanders oder dgl. auf den Außenmantel des Glühkörpers aufgebracht ist.
• Um unerwünschte Veränderungen der Meßwerte durch Temperatureinflüsse möglichst weitgehend zu eliminieren, wird weiter vorgeschlagen, daß ein Abschnitt des Widerstandsbauelementes gegen Einwirkung des Brennraumdruckes abgeschirmt ist und mit dem verbleibenden Abschnitt je einen Zweig einer Brückenschaltung bildet.
• 3esonders vorteilhaft ist es, wenn als Widerstandsbauelement ein Heizleiter des Glühvorsatzes bzw. dessen Glühkörper selbst dient, so daß zur Bildung des Widerstandsbaue'ementes überhaupt kein zusätzliches Teil am Glühvorsatz erPorder'izn ist. Der Heizleiter bzw. Glühkörper kann eine freistehend oder gestützte Metallwendel oder eine auf einen keramischen Glühkörper aufgebrachte, z.B. eingesinterte Leiterbahr.
• sein.
• Der entscheidende Vorteil dieser Lösung liegt darin, daß ohne nennenswerten Mehraufwand die Glüh- und Sensorfunkt Ion von ein- und demselben Bauteil übernommen wird und damit ohne weiteres eine Überwachung und Steuerung sämtlicher Zylinder in der Maschine bei geringen Kosten möglicn ist.
• Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 das erste und Figur 2 das zweite Ausführungsbeispiel, jeweils als vergrößerter Teilschnitt durch das brennraumseitige Ende der Sinspr it -dse und den Glühvorsatz.
• Beschreibung der Ausführungsbeispiele Die Einrichtung nach Figur 1 hat eine Einspritzdüse 10 mit einen Düsenkörper 12, in welchem ein Ventilsitz 1 gebildet und eine Ventilnadel 16 verschiebbar gelagert ist.
• Der Düsenkörper 12 enthält einen Kraftstoffkanal 18, der in einen die Ventilnadel 16 im Bereich einer Druckschulter 20 umgebenden Druckraum 22 mündet. Bei Einspritzbeginn hebt der ansteigende Kraftstoffdruck im Druckraum 22 die Ventilnadel 16 entgegen der Kraft einer nicht dargestellten Schließfeder vom Ventilsitz 14 ab, wonach der Kraftstoff in Form eines Spritzstrahls 24 in den Brennraum 26 gelangt.
• An der dem Brennraum 26 zugekehrten Stirnseite des Düsenkörpers 12 ist ein keramischer Glühkörper 30 durch einen Ringkörper 32 und einen Tangentialstift 34 gehalten. Im Glühkörper 30 ist ein zentraler Kanal zum Durchtritt der Spritzstrahlen 24 gebildet, der aus einem zylindrischen Abschnitt 36, einem konfusorartig verengten Abschnitt 38 und daran anschließend einen diffusorartig erweiterten Abschnitt 40 besteht.
• In den Abschnitt 38 münden seitliche Öffnungen 42 ein, auch welche die Spritzstrahlen 2S Luft aus einem TeIlbereich des Brennraums 26 ansaugen, welcher bei der Zündung noch einen hohen Sauerstoffanteil hat.
• Der diffusorartig erweiterte Abschnitt 40 des G lhkörpers 30 ist an der inneren Fläche mit einer Heizwendel 44 in Form einer dünnwandigen mäanderförmig verlaufenden Leiterbahn versehen. Das eine Ende der heizwendel 44 ist mit einem Anschlußkabel 46 verbunden, welches isoliert durch den Düsenkörper 12 hindurchgeführt und an eine Schalteinrichtung zum Vorglühen der Einspritzdüse angeschlossen ist. Das andere Ende der Beiz-zende 44) ist über den Düsenkörper 12 mit Masse kontaktiert.
• An der äußeren Wandfläche trägt der Glühkörper 30 ein elektrisches Widerstandsbauelement 48, das zweckmäßig als mäanderförmig verlaufende, in Dünn- oder Dickschichttechnik ausgeführte Leiterbahn ausgebildet ist. Das Widerstandsbauelement 48 wird unmittelbar vom Brennraumdruck beaufschlagt und besteht aus einem Material, dessen tViderstandswert durch äußeren Druck veränderbar ist. Zur Temperaturkompensation ist ein Abschnitt des Widerstandsbauelementes 48 gegen den Brennraumdruck abgeschirmt und mit dem verbleibenden Teil zu je einem Zweig einer Brückenschaltung verbunden. Diese ist Teil einer Auswerteschaltung für den Verbrennungs- bzw. Sinspritzverlauf, die über im Anschlußkabel 46 enthaltene oder getrennt davon durch den Düsenkörper 12 hindurchgeführte Leitungen mit den beiden Zweigen des WIderstansbauelements 48 und deren Mittelpunkt verbunden ist.
• Im Betrieb der Brennkraftmaschine saugen die den Glüh körper 3C durchsetzenden Spritzstrahlen 24 durch die seitlichen Öffnungen 42 Luft aus dem Brennraum 26 an.
• Die angesaugte Luft erwärmt sich auf eine höheres Temperaturniveau als im übrigen Brennraum 26 und dringt in die Randzone der Spritzstrahlen ein, wo sich ein für die Zündung und Verbrennung sehr günstiges Kraftstoff-Luftgemisch ergibt, welches nach dem Eintritt In aen 3rennraum 26 sicher zündet. Das Widerstandsbauelement 48 erfaßt die Druckänderungen im Brennraum 26 und gibt sie als Signale an die Auswerteschatung, welche sie in der gewünschten Weise weiterverarbeitet.
• Bei der Einrichtung nach Figur 2 ist eine eigenstabile Glühwendel 50 als Glühkörper vorgesehen, die ohne keramischen Stützkörper auskommt. Das eine 4nschlußende 51 der Glühwendel 50 ist unmittelbar mit einem weiterführenden Anschlußleiter 52 verbunden, während ihr anderes Anschlußende 53 an einem metallischen Flanschring 54 befestigt und über diesen mit Masse kontaktiert ist. Der Flanschring 54 ist zentral in eine Spannmutter 56 eingesetzt und mit mehreren Durchbrüchen 58, 60 versehen, durch welche Luft aus dem 3rennraum 26 in Ringräume 62, 64 und von dort weiter in die Spritzstrahlen 24 gelangen.
• Die Glühwendel 50 bildet bei dieser Ausführung gleichzeitig ein elektrisches Widerstandsbauelement, welches Tel einer den Verlauf des Brennraumdrucks bzw. der Brennraumtemperatur erfassenden Auswerteschaltung ist.
• Die Glühwendel 50 ist über die Leitung 52 und über Masse auf Klemmen 66, 68 geführt, über welche sie einerseits mit einem zum Glühen erforderlichen Strom aus einer nicht gezeigten Stromquelle versorgt wird, über welche jedoch andererseits der jeweilige Widerstandswert der Glühwendel 50 erfaßt wird. Dies geschieht gemäß Ausführungsbeispiel mit Hilfe einer Brückenschaltung, die mit Widerständen 70, 72 versehen ist.
• Diese sind in Reihe geschaltet, wobei ein Endpunkt der Reihenschaltung sowie der Mittelpunkt auf Schaltmittel 74 geführt sind und der andere Endpunkt an die Klemme 56 angeschlossen ist. Die Klemme 68 ist ebenfalls an die Schaltmittel 74 angeschlossen.
• Die Schaltmittel 7 umfassen einen an sich bekannten Verstärker für kleine elektrische Signale, vorzugsweise einen Verstärker, wie er für die Auswertung der Signale von Dehnungsmeßstreifen verwendet wird. Die Schaltmittel 74 können darüberhinaus beispielsweise eine Auswerteschaltung für Klopfsignale enthalten. eil die Glühwendel 50 ihre elektrischen Eigenschaften unter dem Einfluß sowohl des Brennraumdruckes als auch der Brennraumtemperatur ändert, kann durch geeignete Wahl des werkstoffs für die Glühwendel diese sowohl zur rssun3 des Brennraumdrucks als auch zur Analyse des Temperaturverlaufs im Hinblick auf die Ausmessung des Verbrennungsvorganges herangezogen werden.
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Claims (5)

1. Ansprüche 1. Einrichtung zum Einspritzen von Kraftstoff in Brennräume von insbesondere selbstzündenden Brennkraftmaschinen, mit einer Einspritzdüse und einem der Spritzöffnung der Einspritzdüse zugeordneten Glühvorsatz, der einen Glühkörper mit einem von heizbaren Strukturen umgebenen Kanal hat, durch welchen die Spritzstrahlen des Kraftstoffs mindestens im wesentlichen ungehindert hindurch treten, nach Patent ............. (Patentanmeldung P 33 07 109.8), dadurch gekennzeichnet, daß der Gl:&h vorsatz (30, 50) mindestens ein elektrisches Widerstandsbauelement (48, 50) trägt, welches einen druck- bzw.

   temperatur ab ängigen Widerstandswert hat und mit Anschlüssen für eine elektrische Auswerteschaltung (74) versehen ist.
2. 2. 3inrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsbauelement (48) ein Dickschichtwiderstand ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsbauelement ein unter Druckeinwirkung seinen Widerstandswert ändernder Leiter ist, welcher in Form einer Spule, eines Mäanders oder dgl. auf den Außenmantel eines keramischen Glühkörpers (30) aufgebracht ist.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt des Widerstandsbauelementes gegen Einwirkung des Brennraumdruckes abgeschirmt ist und mit dem verbleibenden Abschnitt je einen Zweig einer Brückenschaltung bildet.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Widerstandsbauelement ein Heizleiter des Glühvorsatzes bzw. dessen Glühkörper (50) selbst dient.